Calidad de Servicio IP-MPLS v2.2

Calidad de Servicio IP/MPLSCalidad de Servicio IP/MPLS
Conceptos generales y aplicaciones en ProveedoresConceptos generales y aplicaciones en Proveedores
de Serviciosde Servicios
Versión 2.2Versión 2.2

Parte 1 – Conceptos generales de CalidadParte 1 – Conceptos generales de Calidad
de Servicio en redes IPde Servicio en redes IP

- Poco ancho de banda (bandwidth)
- Latencia alta (delay)
- Latencia variable (jitter)
- Pérdida de paquetes
(packet loss)
Necesidad de implementar QoS
Conceptos generales de QoS

- Mejor esfuerzo (best-effort)
‘la información llegará como y cuando llegue’ Ej. FiFo
- Servicios integrados (IntServ – Hard QoS)
‘la información llegará completa y en forma rápida, previa reserva’ Ej. RSVP
- Servicios diferenciados (DiffServ – Soft QoS)
‘la información llegará según la clase a la que pertenezca’ Ej. CQ, PQ,
CBWFQ, LLQ, CBWRED
Modelos de calidad de servicio
El modelo de servicios diferenciados es el más usado por su buenEl modelo de servicios diferenciados es el más usado por su buen
funcionamiento y flexibilidad, siendo entonces el foco de esta presentación.funcionamiento y flexibilidad, siendo entonces el foco de esta presentación.

- Clasificación y marcado de paquetes
 MQC en combinación con ACL, marcación en dial-peers
- Manejo de la congestión (encolamiento)
 FIFO, PQ, CQ, PIPQ, WFQ, CBWFQ, LLQ
- Evitamiento de la congestión (descarte temprano)
 WRED
- Políticas de control de tráfico
 Traffic Policing, Traffic Shaping
- Mecanismos de eficiencia para enlaces WAN
 Header/payload compression, FRF.11, FRF.12, MLP
Mecanismos de implementación de QoS

Introducción a Modular QoS CLI (MQC)
1. Definición de clases de tráfico (class-maps)
2. Definición de políticas para cada clase (policy maps)
3. Aplicación de las políticas (service-policy)
Ejemplo gráfico
Usos: CBWFQ, LLQ, CB-Policing, CB-Shaping, CB-Marking, CB-WRED, CB-Header compressionUsos: CBWFQ, LLQ, CB-Policing, CB-Shaping, CB-Marking, CB-WRED, CB-Header compression
CLASE VOZ
CLASE FTP
CLASE SQL
1
POLÍTICA 1:
BW y Latencia
garantizados
POLÍTICA 2:
Mejor esfuerzo,
BW limitado
2
Interfaz Gigabit0/0
Interfaz Gigabit0/1
Interfaz Gigabit0/2
3

Clasificación de tráfico
Con el uso de class-maps se puede clasificar según.-
• Listas de control de acceso (ACL)
• IP Precedence
• IP DSCP
• Protocolo
• CoS
• Interfaz de entrada
• Dirección MAC
• Puertos UDP, etc
1 0 1 1 1 0 0 0Ej. Byte TOS

* Generalmente usado para VoIP* Generalmente usado para VoIP
VALOR
DECIMAL
VALOR
BINARIO NOMBRE
0 000 ROUTINE
1 001 PRIORITY
2 010 IMMEDIATE
3 011 FLASH
4 100 FLASH-OVERRIDE
5* 101 CRITICAL
6 110 INTERNET
7 111 NETWORK
Valores de IP Precedence

VALOR DECIMAL VALOR BINARIO NOMBRE
0 000000 Default
1 001000 cs1
2 010000 cs2
3 011000 cs3
4 100000 cs4
5* 101000 cs5
6 110000 cs6
7 111000 cs7
VALOR DECIMAL VALOR BINARIO NOMBRE
46* 101110 ef
10 001010 af11
12 001100 af12
14 001110 af13
18 010010 af21
20 010100 af22
22 010110 af23
26 011010 af31
28 011100 af32
30 011110 af33
34 100010 af41
36 100100 af42
38 100110 af43
Valores de DSCP

Con el uso de policy-maps o route-maps se puede
marcar paquetes según.-
Marcacíon de paquetes
• IP Precedence
• IP DSCP
• CoS
• MPLS campo EXP
• Frame-relay bit DE
• ATM bit CLP, etc
La marcación de paquetes sirve para que estos se puedan
clasificar en un proceso posterior.
0 0 01 1
Ej. Bits Precedence

1
.2 .3
ROUTER B
ROUTER C
ROUTER A
.2 .3
192.168.3.0
192.168.2.0
S0
S0
S1/1
ROUTER D
192.168.1.0
Ejemplo: Clasificación y Marcación

Manejo de congestión: Encolamiento
Cuando se congestiona una interfaz, los paquetes deben ser
encolados antes de ser transmitidos. Las causas comunes
de congestión son:
- Diferencia de velocidades
entre interfaces
- Redes convergentes que
provocan ‘cuellos de botella’

Arquitectura de colas en Cisco
COLA SW * COLA HW
(FIFO)
INTERFAZ
IP IP IP IP
CLASIFICACIÓN
ENVÍO O
DESCARTE
COLA 1
PROGRAMADOR
(SCHEDULER)
ENVÍO O
DESCARTE
COLA 2
ENVÍO O
DESCARTE
COLA n
.
.
.
ESTRUCTURA TÍPICA DE COLA DE SOFTWARE
* La cola se Software sólo se activa cuando existe congestión en la cola de Hardware.* La cola se Software sólo se activa cuando existe congestión en la cola de Hardware.

Encolamiento FIFO (First-in First-out)
COLA DE SOFTWARE FIFO
COLA
HW
(FIFO)
FIFO
SCHEDULER
UNA SOLA
COLA
TAIL
DROP*
1 2
3
UNA
SOLA
CLASE
1 2 3
* Tail Drop: se descartan los paquetes que llegan cuando la cola está llena* Tail Drop: se descartan los paquetes que llegan cuando la cola está llena

otas sobre Encolamiento FIFO.
Encolamiento por defecto en interfaces de más de 2Mbps.
Sólo hace uso de la cola de hardware.
Ventajas.-
- Simple de configurar.
- Soportado en todas las plataformas y IOS.
esventajas.-
Causa latencia variable si recibe muchas ráfagas de tráfico.
Los flujos agresivos pueden monopolizar el uso de la cola.

COLA DE SOFTWARE WEIGHTED FAIR-QUEUE
COLA
HW
(FIFO
)
WFQ
SCHEDULER
COLA 1
WFQ
DRO
P
C B
A
¿FLUJ
O
1?
B C ACOLA 2
WFQ
DRO
P
¿FLUJ
O
2?
COLA n
WFQ
DRO
P
¿FLU
JO
n?
Encolamiento WFQ (Weighted Fair Queue)

Notas sobre WFQ.
- Mecanismo de encolamiento automático.
- El orden de transmisión de los paquetes se calcula en
relación al tamaño del paquete y al momento de llegada.
- Encolamiento por defecto en interfaces de menos de 2Mbps
entajas.-
Simple de configurar.
Soportado en todas las plataformas y IOS.
Garantiza ancho de banda para todos los flujos.
Descarta paquetes de flujos agresivos de manera temprana.
esventajas.-
No es posible clasificar ni definir prioridad en forma manual.

COLA DE SW CLASS-BASED WEIGHTED FAIR-QUEUE
PD = Por defecto
COLA
HW
(FIFO)
CBWFQ
SCHEDULER
(≈WRR)
COLA 1
TAIL
DROP
C B
¿CLAS
E
1?
B C ACOLA 2
TAIL
DROP¿CLAS
E
2?
COLA PD
TAIL
DROP
¿CLAS
E PD?
A
Encolamiento CBWFQ (Class Based Weighted Fair Queue)

namiento de la cola CBWFQ
BANDWIDTH 64
135
24 1
7
368
QUEUE SIZE 4
CLASE A
CLASE B
CBWFQ
SCHEDULER
BANDWIDTH 128
2468

otas sobre CBWFQ.
Configuración basada en MQC con el comando ‘bandwidth’
Algoritmo basado en Weighted Round Robin (WRR).
En Frame-relay generalmente debe aplicarse en una clase.
entajas.-
Es posible garantizar un ancho de banda mínimo por clase.
El ancho de banda no utilizado se reparte entre las demás
clases.
La configuración es modular usando MQC.
Desventajas.-
- No es posible garantizar baja latencia, por lo que no es
recomendable para aplicaciones en tiempo real.

to LLQ (Low-latency Queuing)
COLA DE SOFTWARE LLQ – BAJA PRIORIDAD
(CBWFQ)
PD = Por defecto
COLA
HW
(FIFO
)
CBWFQ
SCHEDULE
R
(≈WRR)
COLA 1
TAIL
DRO
P
¿CLA
SE
1?
COLA 2
TAIL
DRO
P
¿CLA
SE
2?
COLA PD
TAIL
DRO
P
¿CLA
SE
PD?
B CA
COLA DE SOFTWARE LLQ – ALTA PRIORIDAD
AP = Alta Prioridad
PD = Por defecto
COLA DE
PRIORIDAD (FIFO)
CAR
¿CLA
SE
AP?
C B A

onamiento de la cola LLQ
24 1CBWFQ
SCHEDULER
BANDWIDTH 128
2468
PRIORITY 32
XYZ
PQRS
PQRS
68 3 XYZ
BANDWIDTH 64
1357

otas sobre LLQ.
Configuración basada en MQC con el comando ‘priority’.
lgoritmo similar a CBWFQ.
En Frame-relay generalmente debe aplicarse en una clase.
entajas.-
Tiene todas las ventajas de CBWFQ.
Es posible garantizar baja latencia para la cola de prioridad.
El ancho de banda configurado para la clase en la cola de
alta prioridad es un límite máximo, evitando así que las
demás colas se queden sin transmitir por largos periodos.

Cuándo usar los distintos algoritmos de encolamiento?
¿Interface WAN
congestionada?
No se necesita otra
técnica que FIFO
¿Se requiere un
control estricto?
Utilizar Weighted Fair
Queuing
¿Aplicaciones
sensibles a delay? Utilizar CBWFQ
Utilizar LLQ
SI
SI
SI
NO
NO
NO

ROUTER_B
192.168.2.0
ROUTER_C
S0
64Kbps
S0
S0
64Kbps
192.168.3.0
192.168.1.0
128Kbps
Internet
ROUTER_A
Ejemplo: Fifo y Weighted Fair Queue

ROUTER_A ROUTER_B
PBX
128Kbps
s0 s0
Ejemplo: Low Latency Queueing (LLQ)

ROUTER_PE ROUTER_CE
1Gbps
G0/0.10
s0
Metro
Ethernet
512Kbps
Ejemplo: LLQ + Hierarchical QoS (HQoS)
concepto y funcionamiento a detalle de shaping se verá en las siguientes secciones
CREACIÓN DE PUNTO DE
CONGESTIÓN VIRTUAL EN VLAN 10

Evitamiento de congestión: descarte temprano
El objetivo de evitar la congestión es tratar de no perjudicar
al tráfico TCP con el descarte de paquetes agresivo en una
interfaz congestionada.
N
N+1
N+1
N+3
N+3
N+7
N
N+1
N+1
N+1
N+1
N+3
N+3
Con pérdidasSin pérdidas

Problemas causados por la congestión en TCP
1. TCP Global Synchronization
2. TCP Delay & Starvation
Tasa máxima (congestión)
Tasa promedio
Utilización
del enlace
Tiempo
TCP
STARVATION
Flujo frágil y
precedence 5
Flujo agresivo y
precedence 0
TCP DELAY
Experimenta una constante congestiónTail Drop
COLA

Algoritmo Random Early Detection (RED)
ongestión en la interfaz (  descarte agresivo) mediante
emprano de paquetes en forma aleatoria.
Probabilidad
de descarte
100 %
10 %
32 40 Ocupación
promedio de la cola
Ningún
descarte
Descarte
RED
Descarte
Tail Drop

Utilización del ancho de banda con y sin RED en TCP
aplicado RED, empieza a haber un descarte de paquetes
resivo para algunos flujos TCP, lo cual hace que el tamaño
a no crezca rápidamente en todos los flujos.
Tasa máxima (congestión)
Tasa promedio
Utilización
del enlace
Tiempo

Implementación en Cisco: WRED (Weighted RED)
entación en Cisco contempla el descarte temprano de
basado en su valor de IP DSCP o Precedence.
se puede configurar bajo un entorno MQC (CB-WRED)
Probabilidad
de descarte
100 %
10 %
20 40 Ocupación
promedio de la cola
22 24 26 28 30 32 34 37
IP PREC  0 1 2 3 4 5 6 7 RSVP

ROUTER_B
ROUTER_C
ROUTER_A ROUTER_GLCH
VPN 64KbpsVPN 64Kbps
96Kbps
96Kbps
mplo: Weighted Random Early Detection (WRED)

Control de tráfico: Policing & Shaping
Sirve para limitar la tasa de transferencia de un flujo
de información.
Traffic Policing
- Aplicable a tráfico
entrante o saliente
- El tráfico excedente es
descartado
- Soporta remarcación de
paquetes
- Los descartes aumentan
las retransmisiones TCP
Traffic Shaping
- Aplicable sólo a tráfico
saliente
- El tráfico excedente es
encolado (mayor latencia)
- No soporta remarcación
de paquetes
- El encolamiento minimiza
las retransmisiones TCP
- Uso bajo de buffers - Uso alto de buffers

Traffic Policing
• Fijar una tasa de transferencia máxima
para ciertas aplicaciones.
• Limitar el ancho de banda de acceso para
un usuario dentro de un enlace de acceso
compartido (sub-rate)
• Remarcar paquetes que excedan la tasa
establecida.
• Class-Based Traffic Policing: para limitar la tasa del tráfico predefinido
en una configuración MQC  comando ‘police’
• Rate-limit: para limitar la tasa del tráfico en una interfaz  comando
‘rate-limit’ (en vías de ser descontinuado).
Implementaciones

Traffic Shaping
• Prevenir congestión en redes donde
se tienen distintos valores de ancho de
banda en cada acceso.
• Regular parámetros en redes Frame-Relay
o ATM (p.e CIR, Bc, etc)
• Class-Based Traffic Shaping: para limitar la tasa del tráfico predefinido
en una configuración MQC  comando ‘shape’.
• Generic Traffíc Shaping: para limitar la tasa del tráfico en una interfaz
 comando ‘traffic-shape’ (en vías de ser descontinuado).
• Distributed Traffic Shaping: igual que CB-Traffic Shaping, pero es usado
en enrutadores que utilizan tarjetas VIP (7500/12000).
• Frame-relay Traffic Shaping: para limitar la tasa del tráfico en PVCs 
comando ‘map-class frame-relay’.
Implementaciones

Eficiencia de enlaces: Compresión y Fragmentación
1. Compresión de datos (payload)
Sirve para optimizar el uso del ancho de banda mediante
la compresión del payload de las tramas de capa 2.
Algoritmo de
compresión
Header
Capa 2
Payload Capa 2
(Paquete IP Capa 3)
Header
Capa 2
Payload Capa 2
comprimido
Implementaciones
• Predictor: para PPP y LAPB, consume más memoria que CPU
 comando ‘compress predictor’.
• Stacker: para PPP, LAPB y HDLC, consume más CPU que
memoria  comando ‘compress stac’.
• MPPC: para PPP entre Cisco y clientes Microsoft  comando
‘compress mppc’

2. Compresión de cabeceras
Sirve para optimizar el uso del ancho de banda mediante
la compresión las cabeceras de las capas 3 y 4.
Implementaciones
• TCP Header Compression: comprime las cabeceras IP y TCP
de 40 bytes a unos 5 bytes  comando ‘[frame-relay] ip tcp
header-compression’.
• RTP Header Compression: comprime las cabeceras IP, UDP
y RTP de 40 bytes a unos 4 bytes  comando ‘[frame-relay] ip
rtp header compression’.
Algoritmo de
compresión
Header
Capa 2
Header
Capa 3
Header
Capa 2
cmp
HDR
Header
Capa 4+
Payload Payload

3. Fragmentación de tramas
Sirve para optimizar la transmisión de paquetes pequeños
mediante la fragmentación de los paquetes grandes, de tal
manera que estos se intercalen y la latencia general baje.
SIN FRAGMENTACIÓN
cola de salida
CON FRAGMENTACIÓN
cola de salida

- Se recomienda el uso de fragmentación en enlaces PPP
o Frame-relay que contienen voz y datos.
- La fragmentación beneficiará a los paquetes más pequeños
como los de voz, se recomienda garantizar para estos un
tiempo de serialización de unos 10 a 15ms.
- El tiempo de serialización deseado determinará el tamaño
de fragmento a utilizar según la fórmula:
Ts = Tamaño de paquete x 8_
Ancho de banda
56Kbps
15ms
10ms 70
84
64Kbps 128Kbps 256Kbps 512Kbps 768Kbps 1536Kbps
80
96
160
192
320
384
640
768
1000
1152
2000
2304
Ts
Recomendaciones en el uso de fragmentación de tramas

- Multilink PPP – Interleaving: fija un tamaño de fragmento
máximo para tramas PPP  comando ‘ppp multilink fragment’
/ ‘ppp multilink interleave’.
- FRF.12 Frame-relay Fragmentation: recomendad para VoIP
sobre FR, fija un tamaño máximo de trama frame-relay 
comando ‘frame-relay fragment’ (FRTS).
Implementaciones de fragmentación de tramas

ROUTER_A ROUTER_B
PBX
Satelital
64Kbps
s0 s0
PBX
Ejemplo: TCP/RTP Header Compression

La implementación de QoS en Frame-Relay generalmente se hace en
conjunto con Frame-Relay Traffic-Shaping, de tal manera que FRTS
define un límite para el PVC en particular, a través de un “map class”, y
la política MQC se aplica sobre dicho “map-class”. La fragmentación
FRF.12 también se aplica sobre dicho “map-class”.
Notas sobre QoS en Frame-Relay
Existen excepciones para algunas plataformas como 7500 ó 12000,
donde no es necesario habilitar FRTS pues los límites se configuran en
la misma política MQC con el uso de HQoS, mientras que sólo la
fragmentación FRF.12 se queda en el “map-class”.
Nota importante: al habilitar FRTS sobre una interfaz, todos los PVCs toman
un valor de 56Kbps de CIR por defecto, pudiéndose elevar el valor sólo
mediante un map-class frame-relay aplicado al PVC.

Cisco 2800 Cisco 7500
PBX
Satelital
64Kbps
s0 s0
PBX
Ejemplo: QoS en Frame-Relay
policy-map VOZ28
class VOZ
priority 28
interface Serial0
frame-relay traffic-shaping
interface Serial0.1
frame-relay interface-dlci 100
class FRTS64K
map-class frame-relay FRTS64K
frame-relay cir 64000
frame-relay fragment100
service-policy output VOZ28
policy-map SHAPE64
class class-default
shape average 64000
service-policy VOZ28
policy-map VOZ28
class VOZ
priority 28
interface Serial0.1
frame-relay interface-dlci 100
class FR64K
map-class frame-relay FR64K
frame-relay fragment100
service-policy output SHAPE64

Parte 2 – Conceptos y aplicaciones deParte 2 – Conceptos y aplicaciones de
Calidad de Servicio en redes de ProveedorCalidad de Servicio en redes de Proveedor

Traffic Conditioning Agreement (TCA)
Clasificación/Marcación/Control/Eficiencia
Per-Hop Behavior (PHB)
Encolamiento/Descarte
Nodo
ingreso Nodo intermedio
Nodo
egreso
TCA
PHB
PHB TCA
PHB
Dominio “DiffServ”
(Servicios Diferenciados)
Arquitectura de Servicios Diferenciados

Soporte de DiffServ en MPLS
• Componentes TCA y PHB en los mismos lugares.
– Clasificación, marcación, control de tráfico (policing /
shaping) y mecanismos de eficiencia son aplicados
en los accesos a la red MPLS (PEs).
– Evitamiento y manejo de congestión utilizados para
implementar PHB en los nodos intermedios (Ps).
• Mismas definiciones de PHB
– Expedited Forwarding (EF): baja latencia, jitter y tasa
de descartes
– Assured Forwarding (AF): baja tasa de descartes
– Default (DF): Sin garantías (best-effort)

• Todo es hecho también con MQC
class-maps  policy-maps  service-policy
Entra a modo de configuración para definición
de políticas (Marcación, Control de Tráfico,
Encolamiento, etc.)
class-map [match-any | match-all] class-name
Aplica una política de entrada y salida en modo
de configuración de interfaz
Entra a modo de configuración para definición
de clases
policy-map policy-name
service-policy {input | output} policy-name
class-map match-all REAL-TIME
match mpls experimental topmost 5
class-map match-all PREMIUM
match mpls experimental topmost 1 2
!
!
policy-map OUT-POLICY
class REAL-TIME
priority percent 25
class PREMIUM
bandwidth remaining percent 50
random-detect
class class-default
random-detect
!
interface POS1/0
ip address 10.150.1.1 255.255.255.0
service-policy output OUT-POLICY
!
Soporte de DiffServ en MPLS

class-map [match-any | match-all] class-name
match { access-group { n | name n } | any | atm { clp | oam } | cos c | dscp d |
fr-de | fr-dlci d | ip { dscp d | precedence p } | mpls exp e |
precedence p | qos-group g | vlan v |
protocol { arp | cdp | clns | clns_es | clns_is |
cmns | compressedtcp | ip | ipv6 } }
policy-map policy-name
bandwidth {rate | percent p | remaining percent p }
police rate { r | percent p } [ burst b ] [ peak-rate { r | percent p } [ peak-burst b ]]
priority [ r [ b ]]
queue-limit l {packets cells ms us}
random-detect { discard-class-based | dscp-based | prec-based }
service-policy p
set { dscp d | ip { dscp d | precedence p } | mpls exp { topmost e | imposition e } |
cos c | discard-class d | fr-de f | qos-group q }
shape average { r | percent p }
Repaso de opciones en MQC

• En el borde de la red MPLS
(PE), se encapsulan paquetes
IP en tramas MPLS, sin
embargo ambos formatos
tienen sus propias marcas
(DSCP y EXP)
• El RFC3270 define modelos
de interacción entre estas
marcas a través de 3 tipos de
túneles: Uniform, Pipe & Short-
pipe.
• Estas interacciones sólo se
tienen al ingreso o egreso de
la red MPLS.
EXP
POP
PE
DSCPPUSH
MPLS IP
Cuál es la relación
entre ellos?
Interacción entre marcas DiffServ

Uniform
Pipe
Short
Pipe
PE1 PE2 CE2
IP/MPLS
IPIP
CE1
Tipos de túneles DiffServ en MPLS

PE1 PE2 CE2
IP/MPLS
IPIP
CE1
Marca EXP propagada
hacia campo DSCP
Marcación EXP
Marca EXP
Modo “Uniform”
Marca DSCP propagada
hacia campo EXP
(default)
Marca DSCP
(o segundo
EXP)
Push EXP
Remarcado
Pop

PE1 PE2 CE2
IP/MPLS
IPIP
CE1
Push EXP
Remarcado
Pop
Marcación EXP
Marcación IP
Modo “Pipe”
Marca DSCP
(o segundo
EXP)
Marca EXP
- Marcas independientes en
el egreso (default)
- Clasificación de egreso en
base a marcación EXP
Marcas independientes
en el ingreso

PE1 PE2 CE2
IP/MPLS
IPIP
CE1
Push EXP
Remarcado
Pop
Marcación EXP
Marcación IP
Modo “Short Pipe”
Marca DSCP
(o segundo
EXP)
Marca EXP
Marcas independientes
en el ingreso
el egreso (default)
base a marcación IP

PE1 PE2 CE2
IP/MPLS
IPIP
CE1
Push EXP
Remarcado
Pop
Marcación EXP
Marcación IP
Comportamiento por defecto
Marca DSCP
(o segundo
EXP)
Marca EXP
el egreso (default)
base a marcación IP
Marca DSCP propagada
hacia campo EXP
(default)

• Usado para implementar los
modos “Uniform” y “Pipe”.
• Se realiza mediante una
política entrante, con la ayuda
de marcas locales como “QoS
Group” y “Discard Class”.
• En modo “Pipe”, se coloca en
el PE de egreso para contar
con un valor de EXP en la
interfaz de egreso hacia el CE.
• En modo “Uniform”, se coloca
en el PE de egreso para copiar
el valor del EXP al DSCP de
egreso al CE.
EXP
QoS Group Id
Discard
Class
Input
Policy
Output
Policy
POP
PE
MPLS IP
Remarcado local en PE

AS65001
Prefix1 marking1
Prefix2 marking2
Prefix3 marking3
AS65000• Consiste en marcar paquetes en
base a atributos BGP
(Comunidad o AS Path).
• Se logra imponer un tratamiento
al paquete a lo largo de la red en
base al destino del mismo.
• La marca se realiza antes de la
política de entrada MQC.
• Soporta direcciones IPv4 y
VPNv4.
• Una implementación común es
utilizarlo para dar distinto
tratamiento a tráfico nacional e
internacional.
PE
PE
PE
CE
CE
CE
IP/MPLS PE CE
RR
eBGP
iBGP
BGP Update
Rx
Packet
Switch and Mark
Tx
Packet
Set
Community
65172:1
Mark EF if:
Community 65172:1
or AS65000
BGP Table
RIB
FIB
Marcación avanzada mediante QPPB
QoS Policy Propagation via BGP (QPPB)

• Dependerá de si el CE es
administrado por el proveedor
(Managed) o no (Unmanaged).
• En el caso Unmanaged, el
límite de
confianza/responsabilidad es el
PE.
• En el caso Managed, el límite
de confianza/responsabilidad
es el CE.
• El límite define el punto donde
el proveedor debe cumplir el
SLA.
Sede 1
Sede 2
PEPE
Managed
CE
Unmanaged
CE
IP/MPLS
Cumplimiento de SLAs IP
SLAs en capa 3 (IP)

• Las políticas de egreso
del CE y PE aseguran el
SLA.
• La clasificación y
marcación se configuran
en el CE.
• Generalmente no se
requieren políticas de
entrada.
CE - Política
de egreso
Clasificación
Marcación
LLQ
WRED
[Shaping]
[LFI/cRTP] (Eficiencia)
PE - Política
de egreso
LLQ
WRED
[Shaping]
PEManaged
CE
Caso Managed

• Las políticas de ingreso y
egreso del PE aseguran
el SLA.
• La clasificación y
marcación se configuran
en el PE.
• Las políticas del CE
deben estar coordinadas
con las del PE.
Caso Unmanaged
CE - Política
de egreso
< sin control >
PEUnmanaged
CE
PE - Política
de egreso
LLQ
WRED
[Shaping]
PE - Política
de ingreso
Clasificación/Marcación
Policing

• Dependerá si la interfaz de
borde se conecta a un
usuario (UNI) o a una red de
acceso (NNI).
• En el caso UNI, el límite de
confianza/responsabilidad
está en el PE.
• En el caso NNI, el límite de
confianza/responsabilidad
está en la red de acceso.
• El límite define el punto
donde el proveedor debe
cumplir el SLA.
Sede 1 Sede 2
PEPE
Interfaz
de red
(NNI)
Interfaz de
usuario
(UNI)
IP/MPLS
Cumplimiento de SLAs en capa 2
SLAs en capa 2

PECE
User
Interface
Caso UNI
• Las políticas de ingreso y
egreso PE aseguran el
SLA.
• La probabilidad de
descarte puede ser
marcada para FR, ATM y
Ethernet, en el egreso si
no es posible en el
ingreso.
• En Ethernet se pueden
tener múltiples clases de
tráfico (802.1p / CoS).
PE - Política
de egreso
LLQ
WRED
[Marcación]
[Shaping]
PE - Política
de ingreso
Policing
[Marcación]

• El proveedor asegura el
SLA en la red de acceso.
• El PE puede requerir
políticas simples y
aplicables a varios
clientes a la vez.
Caso NNI
PECE
Network
Interface
PE - Política
de egreso
<opcional>
PE - Política
de ingreso
[Marcación]
Red de acceso –
Política de ingreso
Policing
[Marcación]
Red de acceso –
Política de egreso
LLQ
WRED
[Shaping]

• El tráfico de ingreso se clasifica por bit
DE o por DLCI
• Un policer de entrada puede marcar
las tramas marcadas con DE como
“descartables” a lo largo de la red.
• Es posible implementar algunas
clases de servicio.
– CIR (EIR=0)  CIR sin excesos
– CIR+EIR  CIR con excesos
– CIR=EIR=0  sin garantías
• Se puede marcar el DE de salida
cuando no es posible hacerlo de
entrada.
• Las marcaciones de FECN/BECN sólo
son soportadas en el PE de egreso.
• El “Control word” (parte de la trama
encapsulada sobre MPLS) contiene
los valores originales de
DE/FECN/BECN.
PUSH
PE
MPLS Frame
Relay
EXP
QoS Group Id
Discard
Class
Input
Policy
Output
PolicyPOP
FR DE
Input
Policy
DLCI
EXP
Output
Policy
FR DE
QoS en capa 2 – FRoMPLS

• El tráfico de entrada es clasificado por
el bit CLP.
• Se soportan todas las categorías de
servicio ATM (CBR, rt-VBR, nrt-VBR,
ABR, UBR)
• Los parámetros ATM TM 4.0 se
convierten a parámetros de un policer
MQC.
– CIR = SCR*53*8
– PIR = PCR*53*8
– bc/be = CDVT*(CIR+53)*8
– bc = MBS*PCR/SCR
• El encolamiento de salida es realizado
por la tarjeta ATM.
• Se usa modo Cell-relay para tráfico
sensible a la latencia.
• El “Control word” (parte de la
trama encapsulada sobre MPLS)
contiene los valores originales de
CLP y EFCI.
PUSH
PE
MPLS ATM
EXP
Discard
Class
Input
Policy
Output
PolicyPOP
Input
PolicyEXP
Output
Policy
CLP
CLP
QoS en capa 2 – ATMoMPLS

• El tráfico de entrada es
clasificado por el valor de
CoS (802.1p)
• Las características del servicio
están siendo definidas por el
Metro Ethernet Forum (BW
Profile: CIR, CBS, EIR, EBS,
CF, CM)
• Los SLAs son asegurados
sólo en los accesos para el
caso de VPLS.
• EL “Control word” no carga
ningún valor de CoS (802.1p).
PUSH
PE
MPLS Ethernet
EXP
QoS Group Id
Discard
Class
Input
Policy
Output
PolicyPOP
CoS
Input
Policy
VLAN ID
EXP
Output
Policy
CoS
QoS en capa 2 – EoMPLS

• No existe ningún campo
con el cual clasificar el
tráfico.
• No existen clases de
servicio estándar.
PE
MPLS PPP/HDLC
PUSH
Input
PolicyEXP
Output
Policy
EXP
QoS Group Id
Discard
Class
Input
Policy
Output
PolicyPOP
QoS en capa 2 – PPP/HDLCoMPLS

MPLS Traffic Engineering (MPLS-TE)
MPLS-TE es una herramienta adicional que permite mejorar la Calidad de
Servicio en una red MPLS, ofreciendo las siguientes ventajas:
- Implementa balance de carga y elección de rutas sin necesidad de cambiar
las métricas del protocolo de enrutamiento (IGP).
- Permite lidiar fácilmente con congestiones inesperadas en los enlaces.
- Re-enrutamiento casi inmediato y automático de paquetes ante caídas de
enlaces o nodos.
Características de MPLS-TE
• Los LSP se forman sobre túneles formados dinámicamente o
manualmente.
• El camino escogido dinámicamente no necesariamente será el más corto,
sino el que disponga de los recursos solicitados (por ejemplo ancho de
banda).
• Se utiliza el protocolo RSVP-TE para formar los túneles.
• Se debe utilizar OSPF o IS-IS como IGP para el soporte de MPLS-TE.
Ingeniería de tráfico para MPLS

Formación de LSPs con MPLS-TE
Normalmente el LSP se forma dinámicamente con el IGP, pero adicional o alternativamente
es posible definir LSPs dinámica o estáticamente con MPLS-TE
LSR
LSR LSRLER LER
LSR LSR
CE
CE
10.1.1.1/3210.1.1.1/3245
10.1.1.1/3257
10.1.1.1/3231
10.1.1.1/3284
10.1.1.1/3213
10.1.1.1/3296
10.1.1.1/323110.1.1.1/32? 10.1.1.1/32? 10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32?
10.1.1.1/32

MPLS-TE – Ejemplos prácticos
Ejemplo 1 - Formar un camino dinámicamente, que empiece en RA y termine en RG, con
1Mbps de ancho de banda.
RA
CE
CE
10.0.0.0/8
20.0.0.0/8
RB
RC
RD
RE
RF RG
1M? 1M?
SI NO
1M?
SI
1M?
SI
1M?
SI

Ejemplo 2 - Formar dos caminos estáticos entre RA y RG (RA-RB-RD-RF-RG y RA-RB-RF-
RG) para balancear carga entre ellos con una relación de 3 a 1.
RA
CE
CE
10.0.0.0/8
20.0.0.0/8
RB
RC
RD
RE
RF RG

Ejemplo 3 - Formar un camino de contingencia entre RA y RG de modo que si cae el camino
principal, la conmutación al camino alternativo sea casi inmediata.
RA
CE
CE
10.0.0.0/8
20.0.0.0/8
RB
RC
RD
RE
RF RG
La conmutación casi inmediata se logra con unaLa conmutación casi inmediata se logra con una
extensión a MPLS-TE llamadaextensión a MPLS-TE llamada Fast Re-Route (FRR)Fast Re-Route (FRR)

Diferenciación
de Servicios
Optimización
de Recursos
TE
DiffSer
v
+
DS-TE
DiffSer
v
+
TE
DiffSer
v
Nada
FRR FRR
FRR
FRR
FRR
Ethernet
ATM
IP
VPN
Frame
Relay
PPP
IP/MPLS
Internet
VoIP
IPv6
PSTN
Qué implementaciones usar?
Tan sofisticado como sea necesario, y suficiente.
Complejidad
operativa
MPLS QoS – Opciones existentes

Parte 3 – Gestión y administración deParte 3 – Gestión y administración de
MPLS QoSMPLS QoS

• Interface MIB
• MPLS LSR MIB
• Cisco class based QoS
MIB
• NetFlow
• BGP policy accounting
P
P
PE
PE
POP
PE
Server
Farm
Server
Farm
AS65001
PE
PE
PE
P
P
POP
AS65002 AS65003
Medición de tráfico interno y externo
Herramientas de medición de tráfico

Cisco Class-Based QoS MIB
• Contiene objetos para los
diferentes mecanismos de QoS
– Clasificación (cbQosMatchStmtStats/
cbQosClassMapStats)
– Marcación (cbQosClassMapStats)
– Policing (cbQosPoliceStats)
– Shaping (cbQosTSStats)
– Manejo de congestión
(cbQosQueueingStats)
– Evitamiento de congestión
(cbQosREDClassStats)
• Requiere una política MQC
aplicada
Estación de
monitoreo SNMP

NetFlow tradicional
(IP a MPLS)
NetFlow MPLS de egreso
(MPLS a IP)
NetFlow MPLS
(MPLS a MPLS)
NetFlow por muestreo
(MPLS to IP, IP to IP)
PE P PE
IP/MPLS
Netflow

• Asigna contadores al
tráfico IP, basándose en
los atributos:
– Comunidad BGP
– AS path
– IP prefix
• Hasta 64 contadores
(traffic-index)
• Soporta direcciones IPv4 y
VPNv4
• Similar a QPPB, pero para
tomar estadísticas en lugar
de marcar.
AS65001
AS65000
PE
PE
PE
CE
CE
CE
IP/MPLS PE CE
RR
eBGP
iBGP
Set
Community
65172:1
Count Packets if:
Community 65172:1
or AS65000
Prefix1 traffic-idx1
BGP Update
Rx
Packet
Switch and Count
Tx
Packet
BGP Table
RIB
FIB
BGP Policy Accounting

IP SLAs
Red IP
Responder
Envío de paquetes a
intervalos constantes
Recepción de paquetes a un
intervalo afectado por la red
Medición de latencia variable
(jitter)
También es posible medir: paquetes descartados, latencia,
conectividad, etc; pudiéndose configurar umbrales y alertas SNMP
Cisco IP SLA (Ejemplo: medición de latencia variable)

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